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模型上下文协议(MCP)遵循客户端-宿主-服务器架构,其中每个宿主可以运行多个客户端实例。这种架构使用户能够跨应用集成 AI 能力,同时保持清晰的安全边界并隔离关注点。MCP 构建于 JSON-RPC 之上,提供一个有状态的会话协议,专注于客户端与服务器之间的上下文交换和采样协调。

核心组件

宿主(Host)

宿主进程充当容器和协调者:
  • 创建和管理多个客户端实例
  • 控制客户端连接权限和生命周期
  • 强制执行安全策略和同意要求
  • 处理用户授权决策
  • 协调 AI/LLM 集成和采样
  • 管理跨客户端的上下文聚合

客户端(Clients)

每个客户端由宿主创建,并维持一个隔离的服务器连接:
  • 为每个服务器建立一个有状态的会话
  • 处理协议协商和能力交换
  • 双向路由协议消息
  • 管理订阅和通知
  • 在服务器之间维持安全边界
一个宿主应用创建和管理多个客户端,每个客户端与一个特定的服务器有 1:1 的关系。

服务器(Servers)

服务器提供专门的上下文和能力:
  • 通过 MCP 原语暴露资源、工具和提示
  • 以聚焦的职责独立运作
  • 通过客户端接口请求采样
  • 必须尊重安全约束
  • 可以是本地进程或远程服务

设计原则

MCP 建立在若干关键设计原则之上,这些原则指导其架构和实现:
  1. 服务器应当极易构建
    • 宿主应用处理复杂的编排职责
    • 服务器专注于特定的、定义良好的能力
    • 简单的接口最小化实现开销
    • 清晰的分离使代码可维护
  2. 服务器应当高度可组合
    • 每个服务器独立地提供聚焦的功能
    • 多个服务器可以无缝组合
    • 共享的协议实现互操作性
    • 模块化设计支持可扩展性
  3. 服务器不应能够读取整个对话,也不能”窥视”其他服务器
    • 服务器只接收必要的上下文信息
    • 完整的对话历史保留在宿主处
    • 每个服务器连接维持隔离
    • 跨服务器交互由宿主控制
    • 宿主进程强制执行安全边界
  4. 特性可以渐进地添加到服务器和客户端
    • 核心协议提供最小的必需功能
    • 额外的能力可以按需协商
    • 服务器和客户端独立演进
    • 协议为未来的可扩展性而设计
    • 保持向后兼容性

能力协商

模型上下文协议使用基于能力的协商系统,其中客户端和服务器在初始化期间显式地声明它们所支持的特性。能力决定了在一个会话期间哪些协议特性和原语可用。
  • 服务器声明诸如资源订阅、工具支持和提示模板之类的能力
  • 客户端声明诸如采样支持和通知处理之类的能力
  • 双方必须在整个会话期间尊重所声明的能力
  • 额外的能力可以通过对协议的扩展来协商
每种能力在会话期间解锁特定的协议特性以供使用。例如:
  • 已实现的服务器特性必须在服务器的能力中被公布
  • 发出资源订阅通知要求服务器声明订阅支持
  • 工具调用要求服务器声明工具能力
  • 采样要求客户端在其能力中声明支持
这种能力协商确保客户端和服务器对所支持的功能有清晰的理解,同时保持协议的可扩展性。